高二物理選修31靜電場(chǎng)全章復(fù)習(xí)資料

1、高二物理(選修3-1)第一章 靜電場(chǎng) 1.1 庫侖定律1電荷：自然界中只存在兩種電荷，即正電荷和負(fù)電荷用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷為正電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷為負(fù)電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引2電荷量：電荷量是指物體所帶電荷的多少單位是庫侖，字母為“C”物體不帶電的實(shí)質(zhì)是物體帶有等量的異種電荷3元電荷：電子所帶電荷量e=1.610-19C，所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，因此電荷量e稱為元電荷4點(diǎn)電荷：點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，當(dāng)帶電體的尺寸比它們之間的距離小得很多，以致帶電體的大小、形狀對(duì)相互作用力影響不大時(shí)，這樣的帶電體就可以看做點(diǎn)電荷5物體帶電方法：（1）摩擦起

2、電；（2）感應(yīng)起電；（3）接觸起電6電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中電荷總量保持不變7庫侖定律： （1）適用條件： 真空中，點(diǎn)電荷（2）公式：說明：兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力是一對(duì)作用力與反作用力，不論兩個(gè)帶電體的電量是否相等，甚至相差懸殊，但它們間的作用力一定大小相等、方向相反，并與它們的質(zhì)量無關(guān)均勻帶電的圓球、圓板、圓環(huán)，等效為電荷都集中在球心、圓心微觀粒子（如電子、質(zhì)子）間的萬有引力比它們之間的庫侖力小得多，萬有引力通常忽略不計(jì)，電荷在電場(chǎng)中受力分析時(shí)，一般情況下物體的重力不計(jì)1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度 電場(chǎng)力的

3、性質(zhì)1電場(chǎng)：（1）電場(chǎng)：帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體它是一種看不見的客觀存在的物質(zhì)它具有力的特性和能的特性（2）電場(chǎng)最基本的性質(zhì)：對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷由電場(chǎng)力的作用（3）電場(chǎng)力：放入電場(chǎng)中的電荷受到電場(chǎng)的力的作用，此力叫電場(chǎng)力2電場(chǎng)強(qiáng)度E：描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量（1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力與此電荷所帶電荷量的比值，叫電場(chǎng)強(qiáng)度（2）定義式：（3）物質(zhì)性：電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)，電荷之間的相互作用力通過電場(chǎng)而發(fā)生（4）客觀性：場(chǎng)強(qiáng)是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量，只由電場(chǎng)本身決定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷的電性和電量q無關(guān)，與檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力F無關(guān)，即使無檢驗(yàn)

4、電荷存在，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)依然是原有的值（5）矢量性：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向與放在該點(diǎn)的負(fù)電荷受的電場(chǎng)力的方向相反（6）場(chǎng)強(qiáng)大小判斷：a根據(jù)電場(chǎng)力判斷：b根據(jù)電場(chǎng)線判斷：只與電場(chǎng)線疏密有關(guān)，與電場(chǎng)線方向無關(guān)c根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差判斷：E=U/d（7）電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算：（定義式，普遍適用）（用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)）（用于勻強(qiáng)電場(chǎng)）3電場(chǎng)線：在電場(chǎng)中畫出一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這些曲線就叫做電場(chǎng)線（1）電場(chǎng)線是為了形象地表示電場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱引入的假想線，它不是電場(chǎng)中實(shí)際存在的線電場(chǎng)線也不是電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的

5、軌跡（2）電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，電場(chǎng)線越密的地方，其場(chǎng)強(qiáng)就越大（3）電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向即該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)力向，也就是正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向 （4）靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線是不閉合的曲線，總是從正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)發(fā)出，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處)在沒有電荷的地方電場(chǎng)線不會(huì)中斷，也不會(huì)相交正電荷一定要發(fā)出電場(chǎng)線，負(fù)電荷一定要接收電場(chǎng)線（5）電場(chǎng)線不會(huì)相交或相切4電場(chǎng)的疊加：同時(shí)存在幾個(gè)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源時(shí)，電場(chǎng)中某點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)是各場(chǎng)源單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的矢量和 1.3 電勢(shì) 電場(chǎng)能的性質(zhì)1電勢(shì)差UAB：（1）定義：電荷在電場(chǎng)中，由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的功與移動(dòng)電荷電荷量的比值WAB/q，叫

6、做A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，用UAB表示（2）定義式：UAB=WAB/q（3）電勢(shì)差是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示電勢(shì)的高低2電勢(shì)：描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量（1）定義：電勢(shì)實(shí)質(zhì)上是和標(biāo)準(zhǔn)位置的電勢(shì)差即電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，在數(shù)值上等于把單位正電荷從某點(diǎn)移到標(biāo)準(zhǔn)位置（零電勢(shì)點(diǎn)）時(shí)電場(chǎng)力所做的功（2）定義式：A=UA= WA/q（3）電勢(shì)是標(biāo)量，但有正負(fù)，正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低（4）電勢(shì)高低判斷：a根據(jù)移動(dòng)檢驗(yàn)電荷做功判斷：移動(dòng)正電荷電場(chǎng)力做正功(負(fù)功)時(shí)，電勢(shì)降落(升高)；移動(dòng)負(fù)電荷電場(chǎng)力做正功(負(fù)功)時(shí)，電勢(shì)升高(降落)b根據(jù)電場(chǎng)線判斷：沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低，逆著電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越高

7、c根據(jù)場(chǎng)源電荷判斷：離正電荷越近，電勢(shì)越高，離場(chǎng)源負(fù)電荷越近，電勢(shì)越低d根據(jù)電勢(shì)差判斷：>0，則A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)高；<0，則A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)低3電勢(shì)能EP：（1）電荷在電場(chǎng)中具有的與電荷位置有關(guān)的能量叫電荷的電勢(shì)能（2）電勢(shì)能是標(biāo)量（3）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化的關(guān)系：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減少，做功量等于電勢(shì)能的減少量；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增加，做功量等于電勢(shì)能的增加量，即W電=EP（類比于WG=EP）4電場(chǎng)力做功的計(jì)算：（1）根據(jù)電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系計(jì)算：即W電=EP（2）應(yīng)用公式WAB =qUAB計(jì)算：正負(fù)號(hào)運(yùn)算法：按照符號(hào)規(guī)約把電量q和移動(dòng)過程的

8、始、終兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB的值代入公式WAB =qUAB絕對(duì)值運(yùn)算法：公式中的q和UAB都取絕對(duì)值代入計(jì)算，功的正負(fù)再另判斷：當(dāng)正（或負(fù)）電荷從電勢(shì)較高的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)較低的點(diǎn)時(shí)，是電場(chǎng)力做正功（或電場(chǎng)力做負(fù)功）；當(dāng)正（或負(fù)）電荷從電勢(shì)較低的點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)較高的點(diǎn)時(shí)，是電場(chǎng)力做負(fù)功（或電場(chǎng)力做正功）5等勢(shì)面：（1）定義：電場(chǎng)中電勢(shì)相同的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面（2）等勢(shì)面的特點(diǎn)：等勢(shì)面是為了形象描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)高低分布而引入的假想圖，不是電場(chǎng)中實(shí)際存在的面同一等勢(shì)面上各點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，并指向電勢(shì)降低最快的方向等勢(shì)面不相交電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方，等差的等

9、勢(shì)面較密電場(chǎng)線的描繪：利用電場(chǎng)線和等勢(shì)面的垂直關(guān)系，先描繪出電場(chǎng)中的等勢(shì)面，再畫出電場(chǎng)線6勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和等勢(shì)面的關(guān)系：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著場(chǎng)強(qiáng)方向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度跟這兩點(diǎn)間距離的乘積，即U=Ed，也可理解為：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向上單位長度的電勢(shì)降落，即E=U/d1.4 電容器 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1電容器、電容（1）電容器：兩個(gè)彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體可構(gòu)成一個(gè)電容器（2）電容：描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量定義：電容器所帶的電荷量Q（一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值）與兩個(gè)極板間電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容定義式：電容C由電容器本身的構(gòu)造因素決定，與電容器

10、所帶電量Q和充電電壓U無關(guān)單位：1F=106F=1012pF幾種電容器（a）平行板電容器：平行板電容器的電容跟介電常數(shù)成正比，跟正對(duì)面積S成正比，跟兩板間的距離d成反比，即 帶電平行板電容器兩極板間的電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間場(chǎng)強(qiáng)為（b）固定電容器、可變電容器、電解電容器電解電容器接入電路時(shí)應(yīng)注意其極性2 帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）平衡（靜止或勻速）：僅在電場(chǎng)力和重力作用下滿足（2）加速（1）能量：在任何電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力做功，有（2）動(dòng)力學(xué)：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若只有電場(chǎng)力作用，帶電體做勻變速運(yùn)動(dòng)，其加速度為（3）偏轉(zhuǎn)當(dāng)不計(jì)重力的帶電粒子以一定初速垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)

11、動(dòng)，其軌跡是拋物線當(dāng)帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，兩平行金屬板板長為l，距離為d，板間電壓為U，當(dāng)帶電粒子以初速v0平行于兩板進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為在垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向上，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)：在平行于場(chǎng)強(qiáng)方向上粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：，離開電場(chǎng)時(shí)，粒子在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為沿電場(chǎng)力方向上的位移為速度方向上的偏轉(zhuǎn)角為，（4）圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在點(diǎn)電荷形成的徑向輻射狀分布的靜電場(chǎng)中，可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)此時(shí)有3示波器：（1）構(gòu)造：示波器的核心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏組成（2）示波管的基本工作原理：利用兩組正交的偏轉(zhuǎn)極板，可以控制電子打在熒光屏上的位置示意

12、圖如右：兩組偏轉(zhuǎn)電極分別控制電子在水平、豎直方向的偏轉(zhuǎn)一般在水平偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓（從左向右周期性掃描），在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加需要研究的信號(hào)（3）示波器面板開關(guān)與旋鈕的作用：如圖2-1-1所示為J2459型示波器的面板是輝度調(diào)節(jié)旋鈕，標(biāo)以“”符號(hào)，用來調(diào)節(jié)光點(diǎn)和圖像的亮度 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，亮度增加 是聚焦調(diào)節(jié)旋鈕“”，是輔助聚焦調(diào)節(jié)旋鈕“”，這兩個(gè)旋鈕配合著使用，能使電子射線會(huì)聚，在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)小的亮斑，得到清晰的圖像 往下是電源開關(guān)和指示燈，用后蓋板上的電源插座接通電源后，把開關(guān)扳向“開”的位置，指示燈亮，經(jīng)過一兩分鐘的預(yù)熱，示波器就可以使用了 熒光屏下邊第一行中，是豎直位移旋鈕，是水

13、平位移旋鈕，分別用來調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的位置 它們中間的兩個(gè)旋鈕是“Y增益”和“X增益”旋鈕，分別用來調(diào)整圖像在豎直方向和水平方向的幅度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，幅度增大 中間一行左邊的大旋鈕是衰減調(diào)節(jié)旋鈕，它有1、10、100、1000四擋，最左邊的“1”擋不衰減，其余各擋分別可使輸入的電壓衰減為原來的1/10、1/100、1/1000 使用它可以使圖像在豎直方向的幅度減小為前一擋的1/10，最右邊的正弦符號(hào)“”擋不是衰減，而是由示波器內(nèi)部提供豎直方向的交流信號(hào)電壓，可用來觀察正弦波形或檢查示波器是否正常工作 中間一行右邊的大旋鈕是掃描范圍旋鈕，也有四擋，可以改變加在水平方向的掃描電壓的頻率范圍，左邊第一擋是10100Hz，向右旋轉(zhuǎn)每升高一擋，掃描頻率都增大10倍，最右邊的是“外X”擋，使用這一擋時(shí)，機(jī)內(nèi)沒有加掃描電壓，水平方向的電壓可以從外部輸入 中間的小旋鈕是掃描微調(diào)旋鈕，它可以在初定的頻率范圍內(nèi)，進(jìn)行連續(xù)微調(diào)，得到一確定的頻率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)頻率連續(xù)增加 底下一行中間的旋鈕“Y輸入”、“X輸入”和“地”分別是豎直方向、水平方向和公共接地的輸入接線柱